Mathematica学习笔记

在线课程:科学计算技能(加利福尼亚大学欧文分校)网易公开课 UCI


1. Mathematica基础数学运算

乘号:*或空格字符

内置常量:

  • Pi:圆周率
  • E:自然底数
  • I:虚数单位

数值解:

  • 表达式中数值使用浮点型,如1./2返回的是数值解0.5
  • 使用N内置函数,如N[Pi]返回Pi的数值解或N[Pi, 100]返回Pi的前100位数值解
  • 使用后缀函数,如Pi // N

使用计算历史:

  • %:引用上次计算结果
  • %%:引用上上次计算结果
  • %3:引用Out[3]的计算结果

2. Mathematica作图基础

Plot函数
作Sin曲线,自变量范围为0~2Pi

Plot[Sin[x], {x, 0, 2Pi}]

作Sin和Cos曲线,自变量范围为0~2Pi

Plot[{Sin[x], Cos[x]}, {x, 0, 2Pi}]

指定原点:AxesOrigin

Plot[2*(x-4)^2+1, {x, 3, 5}, AxesOrigin->{0, 0}]

指定作图范围:PlotRange

Plot[2*(x-4)^2+1, {x, 3, 5}, PlotRange->{{1, 10}, {0.5, 5}}]

指定坐标轴标签:AxesLabel

Plot[2*(x-4)^2+1, {x, 3, 5}, AxesLabel->{"x", "y"}]

指定绘图标签:PlotLabel

Plot[2*(x-4)^2+1, {x, 3, 5}, PlotLabel->"This is a cool plot"]

调整字体:BaseStyle

Plot[2*(x-4)^2+1, {x, 3, 5}, BaseStyle->{FontFamily->"Helvetica", FontSize->16}]

绘图风格:PlotStyle

Plot[{Sin[x], Cos[x]}, {x, 0, 2Pi}, PlotStyle->{GrayLevel[0], GrayLevel[0]}]
(* GrayLevel调整曲线灰度,[0]为黑,[1]为白 *)

Plot[{Sin[x], Cos[x]}, {x, 0, 2Pi}, PlotStyle->{GrayLevel[0], {GrayLevel[0], Dashed}}]
(* Dashed表示虚线 *)

Plot[{Sin[x], Cos[x]}, {x, 0, 2Pi}, PlotStyle->{{GrayLevel[0], Thickness[0.01]}, GrayLevel[0]}]
(* Thickness为曲线粗细 *)

绘图区加框:Frame

Plot[{Sin[x], Cos[x]}, {x, 0, 2Pi}, Frame->True]

Plot[{Sin[x], Cos[x]}, {x, 0, 2Pi}, Frame->True, FrameLabel->{"x", "y"}]

查询已加载的包:$Packages
加载包:

<

加图示:PlotLegends

Plot[{Sin[x], Cos[x]}, {x, 0, 2Pi}, PlotLegends->{"Sin(x)", "Cos(x)"}]

执行语句但不回显结果:;

a = 3;
b = 4;
a+b

清除变量:Clear

Clear[a,b]

定义函数:

f[x_]:=2*(x-4)^2-1

自省:?

?f
?Plot

注释:(* This is a comment *)

3. 单位、置换规则、列表和表格

单位

  • 符号单位
  • 加载Units
<

单位转换

Convert[10 Kilo Meter, Mile]

置换规则

f[x_]:=a*x+b
f[x] /. a->2

列表

{1, 2, 3, 4, 5}
Table[x, {x, 1, 10}]
Table[2*x, {x, 1, 10}]
Table[2*x, {x, 10, 1, -1}]
list = {1, 2, 3, 4, 5}
First[list]
Last[list]
list[[3]]
list[[-1]]
list[[2;; 4]]
list[[{2, 4}]]
Take[list, 2]
Take[list, -2]

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